【技术实现步骤摘要】
一种观察基板上蒸发液滴内流体对流失稳现象的装置
:本专利技术涉及观察基板上液滴蒸发过程流体对流失稳现象,属于物理测量领域。
技术介绍
:在人们的生产生活中,水平基板固着液滴的加热及其蒸发过程是普遍存在的。例如:喷雾技术、雾化燃烧、喷墨打印、DNA分子显像等都是对这一现象的直接利用。除此之外,由于液滴内部对流的产生不依赖重力,它也成为空间微重力科学的一个重要研究课题。所以,无论是工程实际应用或是学术研究,对于基板上液滴蒸发过程内部流体对流失稳现象的观察都是具有重要的价值。在加热基板上液滴蒸发的过程中,液滴边缘蒸发快而顶部蒸发慢,蒸发速率的不均匀导致液滴表面温度分布不均匀,从而导致液滴表面张力不均匀而在液滴内部产生的流动称为Marangoni对流。之前的研究大多针对蒸发液滴内由水平温度梯度引起的热流体波,而实际液滴蒸发过程中同时存在法向温度梯度和切向温度梯度,液滴内将有可能产生Bénard-Marangoni对流。现阶段常用的基板蒸发液滴观察方法主要为红外热像仪法与折射观察法。红外热像仪法主要是探测物体向外辐射的热射线的波长,将热射线信号转换为温度信号,测出液滴的温度分布,从而观察到液滴内部的流动图像。折射法主要是利用流体的折射率与温度有关,光线在气液分界面处会发生偏转,所以液滴内部的温度不同,将导致折射光线偏转角度的不同。在出射光线一侧放置屏幕,屏幕上会形成明暗不同的光斑,反映出液滴的温度分布,从而观察到液滴内部的流动图像。对于红外热像仪法和折射法来说,虽然可以观察到液滴内部的流动图像,但均是通过先检测流体的温度分布,然后通过温度分布来显示流体流动图像,不能 ...
【技术保护点】
本专利技术涉及一种观察基板上蒸发液滴内流体对流失稳现象的装置,其结构特点在于:它主要由电子显微镜1、微型液滴注射器2、恒温油浴3、金属基板4、数据采集系统5、接触角测量仪6、K型热电偶7、混有少量铝粉的液滴8、计算机9等组成。其特征在于:通过恒温油浴3可控制金属基板4的温度,随着基板温度的变化,附着在基板上的液滴8内产生温度梯度,从而产生对流现象,液滴内铝粉随着对流一起流动,这时通过悬垂在液滴正上方的电子显微镜1,可从俯视的角度观察到液滴内部示踪粒子所显示出的流体流动轨迹,通过液滴水平侧的接触角测量仪6,可测出液滴与基板的接触角变化,而且可以从侧面观察液滴内部流动图像。数据采集系统5通过布置在基板上的热电偶7,可实时观察基板温度。电子显微镜及接触角测量仪均与计算机9相连接,可观察生成的高清图像并收集储存。
【技术特征摘要】
1.本发明涉及一种观察基板上蒸发液滴内流体对流失稳现象的装置,其结构特点在于:它主要由电子显微镜1、微型液滴注射器2、恒温油浴3、金属基板4、数据采集系统5、接触角测量仪6、K型热电偶7、混有少量铝粉的液滴8、计算机9等组成。其特征在于:通过恒温油浴3可控制金属基板4的温度,随着基板温度的变化,附着在基板上的液滴8内产生温度梯度,从而产生对流现象,液滴内铝粉随着对流一起流动,这时通过悬垂在液滴正上方的电子显微镜1,可从俯视的角度观察到液滴内部示...
【专利技术属性】
技术研发人员:石万元,马佳南,贾沂伟,李翰明,王天石,
申请(专利权)人:重庆大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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